美文网首页数据结构,算法
排序和查找算法-Bitmap算法

排序和查找算法-Bitmap算法

作者: Hayde | 来源:发表于2018-06-21 18:55 被阅读0次

偶然看到Bitmap算法,利用闲暇时间仔细深入研究一番,这里谈谈我的感悟。

一、算法思想

在日常编程过程中,我们熟知很多高性能的排序算法,比如:归并排序算法,在一定大数据量、时间复杂度上有很大优势。如果当前有10亿整形数,所需要的空间为10^9 × 4 / (1024 ^ 3) = 3.725 G,其中4为int类型所占字节数。

当在所限的硬件条件下,又提倡高性能,一次性加载这么多数据肯定是不可行的。那么我们如何解决在所限的硬件条件下,又能达到高性能的处理速度,那么就需要考虑怎么把整形数用一个bit来表示,就能大大的减小10亿整形数所占用的内存(3.725 / 8 = 0.465G)。

把十进制的数通过map表映射到bit位,0表示无,1表示有,这就是Bitmap的算法思想。

二、Bitmap表

假设我们需要排序的int型数据总数为N ,我们所需要申请的内存大小为 int byte[1 + N / 32 ],由于int类型数为32bit,只能表示32个数

bitmap表为:

图片.png

三、编程实现

在代码实现之前,我们需要搞清楚两个问题:

1、一个数怎么快速定位到它在byte[]中的下标index。
2、找到了index怎么知道它在byte[index]中的那一位及position是多少。

我们可以把int byte[]的bitmap表看做是一个矩阵,矩阵的每一行有32个数,这个矩阵每一格从0到Max(最大数),

假设数字为M那么

index = M >> 5 即 M / 32;
position = M & 0x1F 即 M % 31

(1) set(int num) 设置数在byte[]中存在

void set(int num) {
    byte[num >> 5] |= (1 << (num & 0x1F));
}

(2) clean (int num) 重置byte[]所有bit为0

void clean(int num) {
    byte[num >> 5] &= ~(1 << (num & 0x1F));
}

(3) int contain(int num) byte[]是否包含某个数

int contain(int num) {
    return byte[num >> 5] & (1 << (num & 0x1F));
}

举例:N = 100

int a[] = {13, 8, 1, 34, 23, 56, 78, 91, 3, 0, 45, 87, 95};
int length = sizeof(a) / sizeof(int);

//将bitmap所有位设置为0
for (int i = 0; i < N; ++i) {
    clean(i);
}

//bitmap中将待排序数组中值所在的位设置为1
for (int i = 0; i < length; i++)
    set(a[i]);

//输出排序后的结果
for (int i = 0; i < N; ++i) {
    if (contain(i))
        printf("%d  ", i);
}

排序的算法思想:首先在byte[]中设置这个值的bit位为1,进而顺序遍历0 - N 查找这个值是否存在,那么就达到了排序的目的。另外需要注意的是Bitmap算法只能操作非重复数字的排序

相关文章

  • 排序和查找算法-Bitmap算法

    偶然看到Bitmap算法,利用闲暇时间仔细深入研究一番,这里谈谈我的感悟。 一、算法思想 在日常编程过程中,我们熟...

  • BitMap&布隆过滤器

    一.BitMap BitMap算法流程 假设需要排序或者查找的最大数MAX=10000000(lz:这里MAX应该...

  • 排序算法的基本操作:两两交换数组中元素

    查找 vs 排序 比较查找与排序算法 说起来查找算法和排序算法从功能到使用目的都大有不同,但其实我们将要学习的(比...

  • Chapter 2 Foundation of Algorith

    Chapter 2 插入排序 线性查找 选择算法 归并排序算法 二分查找算法 冒泡排序 插入排序 循环不...

  • java排序和查找算法

    一、排序算法 二、查找算法

  • 基础算法(查找 , 排序)

    算法分析 渐进符号 - (O , Ω , θ) 查找算法 二分查找 - O(logn) 排序算法 直接插入排序 -...

  • 数据结构+算法

    排序算法 基本排序:冒泡、选择、插入 高级排序希尔、归并、快速 检索算法 顺序查找、二分查找 高级算法 动态规划斐...

  • 其难杂症

    排序 冒泡排序,快速排序 查找算法 二分查找算法 Array方法 push/unshift,pop/shift,m...

  • 排序查找c++

    排序算法 选择排序 顺序查找 二分查找

  • 消息传递-缓存-转发流程

    消息传递 缓存查找 哈希查找 三种查找方式缓存 -> 哈希算法查找当前类 -> 已排序 二分查找算法 未排序 ...

网友评论

    本文标题:排序和查找算法-Bitmap算法

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/wdpcyftx.html